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JP2022106195A - Pressurizing device - Google Patents

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JP2022106195A
JP2022106195A JP2021001037A JP2021001037A JP2022106195A JP 2022106195 A JP2022106195 A JP 2022106195A JP 2021001037 A JP2021001037 A JP 2021001037A JP 2021001037 A JP2021001037 A JP 2021001037A JP 2022106195 A JP2022106195 A JP 2022106195A
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JP
Japan
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pressurizing
laminated body
spring
cover plate
pressurizing device
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JP2021001037A
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晃正 湯浅
Akimasa Yuasa
貴裕 中村
Takahiro Nakamura
善幸 江嶋
Yoshiyuki ESHIMA
厚樹 五十嵐
Atsuki Igarashi
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Denka Co Ltd
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Denka Co Ltd
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  • Springs (AREA)
  • Gripping Jigs, Holding Jigs, And Positioning Jigs (AREA)

Abstract

To provide a pressurizing device that is high in durability and also has strong resistance to aged deterioration.SOLUTION: A pressurizing jig 1, which pressurizes and holds a laminated body B, comprises: a base plate 2 on which the laminated body B is placed; a cover plate 3, arranged to oppose to the base plate 2, which grasps the laminated body B between the base plate 2 and the cover plate; spring washers 4 arranged on the cover plate 3; and a pressurizing structure 6 that makes a pressurizing plate 5 arranged on the spring washers 4 compress the spring washers 4 and pressurizes the laminated body B. The spring washers 4 are wound spirally without overlapping with each other, whose both end parts 4a and 4b are separated from each other.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、対象物を加圧して保持する加圧装置に関する。 The present invention relates to a pressurizing device that pressurizes and holds an object.

回路基板等に使用される積層体などの対象物を、加圧した状態で保持する加圧装置が知られている。この種の加圧装置では、加圧する対象物を上下の板材で挟み、更に、上方の板材をコイルスプリングで押圧することで対象物を保持している(特許文献1、2、3参照)。加圧装置は、例えば、加熱炉に供給されて対象物の接合等が行われる。 A pressurizing device for holding an object such as a laminated body used for a circuit board or the like in a pressurized state is known. In this type of pressurizing device, the object to be pressurized is sandwiched between the upper and lower plates, and the upper plate is pressed by a coil spring to hold the object (see Patent Documents 1, 2 and 3). The pressurizing device is supplied to a heating furnace, for example, to join objects.

特開2010-23899号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-23899 特開2012-200730号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-200730 特開2013-71880号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-71880

従来の加圧装置において、対象物への加圧はコイルスプリングの圧縮によって行われている。加圧装置は、例えば、加熱炉などの過酷な状況下で使用されるが、コイルスプリングは負荷がかかった状態のまま過酷な状況に晒されるので、経年的な劣化を生じ易かった。 In a conventional pressurizing device, pressurization of an object is performed by compression of a coil spring. Pressurizing devices are used under harsh conditions such as heating furnaces, but coil springs are exposed to harsh conditions under load and are prone to deterioration over time.

本発明は、以上の課題を解決することを目的としており、耐久性が高く、経年劣化にも強い加圧装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a pressurizing device having high durability and resistance to aging deterioration.

本発明は、対象物を加圧して保持する加圧装置であって、対象物が載置される土台部と、土台部に対向して配置され、土台部との間で対象物を挟持するカバー部と、カバー部上に配置された圧縮バネと、圧縮バネ上に配置された加圧部によって圧縮バネを圧縮して対象物を加圧する加圧構造と、を備え、圧縮バネは、重なることなく螺旋状に巻かれ、且つ両端部が離間している。 The present invention is a pressurizing device that pressurizes and holds an object, and is arranged so as to face the base portion on which the object is placed and the base portion, and sandwiches the object between the base portion. The cover portion, the compression spring arranged on the cover portion, and the pressurizing structure for compressing the compression spring by the pressurizing portion arranged on the compression spring to pressurize the object are provided, and the compression springs overlap each other. It is wound in a spiral shape without any problems, and both ends are separated.

例えば、コイルスプリングの場合には、複数回の巻き数を有するので重なる部分を有し、この重なる部分が互いに干渉して耐久性が低下する可能性がある。これに対し、上記の加圧装置では、重なることなく螺旋状に巻かれ、且つ両端部が離間している圧縮バネによって対象物を加圧しており、重なる部分を有していない。従って、この圧縮バネの圧縮によって対象物を加圧した状態で保持したり、あるいは圧縮と解放を繰り返しながら使用したりしても、耐久性を維持し易く、経年的な劣化に強い。 For example, in the case of a coil spring, since it has a plurality of turns, it has an overlapping portion, and the overlapping portions may interfere with each other to reduce durability. On the other hand, in the above-mentioned pressurizing device, the object is pressurized by a compression spring that is spirally wound without overlapping and has both ends separated from each other, and does not have an overlapping portion. Therefore, even if the object is held under pressure by the compression of the compression spring, or the object is used while being repeatedly compressed and released, the durability is easily maintained and the object is resistant to deterioration over time.

また、圧縮バネは、スプリングワッシャであってもよい。スプリングワッシャは圧縮状態において平坦なリング状を成すので、対象物を加圧して保持している状態において安定性に優れており、不安定な状態での偏った押圧力等を受け難く、耐久性の向上に有利である。 Further, the compression spring may be a spring washer. Since the spring washer forms a flat ring shape in the compressed state, it has excellent stability when the object is pressed and held, and it is difficult to receive uneven pressing force in an unstable state, and it is durable. It is advantageous for the improvement of.

また、圧縮バネは、カバー部上に複数配置されていてもよい。複数の圧縮バネを配置することで、カバー部を介して対象物を均一に加圧し易くなる。 Further, a plurality of compression springs may be arranged on the cover portion. By arranging a plurality of compression springs, it becomes easy to uniformly press the object through the cover portion.

また、複数の圧縮バネは、カバー部の外縁に沿って配置されていてもよい。対象物をカバー部の外縁よりも内側に収まるように配置した場合に、カバー部を介して対象物を均一に加圧し易くなる。 Further, the plurality of compression springs may be arranged along the outer edge of the cover portion. When the object is arranged so as to fit inside the outer edge of the cover portion, it becomes easy to uniformly press the object through the cover portion.

また、複数の圧縮バネは、等間隔で配置されていてもよい。等間隔で配置された複数の圧縮バネにより、カバー部を介して対象物を均一の加圧し易くなる。 Further, the plurality of compression springs may be arranged at equal intervals. The plurality of compression springs arranged at equal intervals facilitate uniform pressurization of the object through the cover portion.

また、圧縮バネの両端部同士の間には離間領域が形成されており、複数の圧縮バネは、離間領域がカバー部の外縁に面するように配置されていてもよい。圧縮バネが圧縮された際、離間領域を挟んで対向する両端部同士における反発力(加圧力)が最も大きくなる。従って、この離間領域がカバー部の外縁に面するように配置することで、カバー部の外縁に沿った部分を確実に抑え込みやすくなり、カバー部を介して対象物を均一の加圧し易くなる。 Further, a separation region is formed between both end portions of the compression spring, and the plurality of compression springs may be arranged so that the separation region faces the outer edge of the cover portion. When the compression spring is compressed, the repulsive force (pressurizing force) between both ends facing each other across the separated region becomes the largest. Therefore, by arranging the separated region so as to face the outer edge of the cover portion, it becomes easy to reliably suppress the portion along the outer edge of the cover portion, and it becomes easy to uniformly press the object through the cover portion.

また、加圧構造は、加圧部と、土台部に立設され、カバー部を挟んで対向配置された複数の支柱部と、支柱部に取り付けられ、加圧部に当接して加圧部を係止する係止部と、を備えていてもよい。係止部によって加圧部を定位置に保持し、その結果、圧縮バネを圧縮して対象物を加圧することができる。 Further, the pressurizing structure is attached to a plurality of strut portions which are erected on the pressurizing portion and the base portion and are arranged to face each other across the cover portion, and are attached to the strut portion, and abut against the pressurizing portion to pressurize the portion. It may be provided with a locking portion for locking the. The locking portion holds the pressurizing portion in place, and as a result, the compression spring can be compressed to pressurize the object.

また、加圧部には、支柱部が貫通する支柱貫通孔が形成されており、支柱部には、係止部が貫通する係合孔が形成されており、係止部は、係合孔を貫通すると共に、加圧部の圧縮バネに当接する側とは反対側の表面に当接して加圧部を係止する。係止部を係合孔に貫通させて加圧部に当接させることで加圧部を定位置に保持して圧縮バネの圧縮が可能になり、一方で、係止部を係合孔から抜いて加圧部から離脱させることで、簡単に圧縮バネの解放が可能になる。 Further, the pressure portion is formed with a strut through hole through which the strut portion penetrates, the strut portion is formed with an engagement hole through which the locking portion penetrates, and the locking portion is an engagement hole. And engages with the surface of the pressurizing section on the side opposite to the side of contact with the compression spring to lock the pressurizing section. By penetrating the locking part through the engaging hole and bringing it into contact with the pressing part, the pressing part can be held in place and the compression spring can be compressed, while the locking part can be moved from the engaging hole. The compression spring can be easily released by pulling it out and separating it from the pressurizing part.

本発明によれば、耐久性が高く、経年劣化にも強い加圧装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a pressurizing device having high durability and resistance to aging deterioration.

本発明の実施形態に係る加圧治具の斜視図である。It is a perspective view of the pressure jig which concerns on embodiment of this invention. 実施形態に係る加圧治具を一部破断して示す平面図である。It is a top view which shows the pressurizing jig which concerns on embodiment partially broken. 実施形態に係る加圧治具を一部破断して示す正面図である。It is a front view which shows the pressurizing jig which concerns on embodiment partially broken. 実施形態に係る加圧治具を一部破断して示す側面図である。It is a side view which shows the pressurizing jig which concerns on embodiment partially broken. 図2のV-V線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the VV line of FIG. 図5に対応し、加圧プレートを上昇させてスプリングワッシャを復元させた状態を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the pressure plate is raised to restore the spring washer according to FIG. 連続炉を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the continuous furnace.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、図1、図2、図3及び図4を参照して、実施形態に係る加圧治具1(加圧装置の一例)について説明する。加圧治具1は、半導体の基板等に使用される積層体Bを加圧保持した状態で窒素連続炉50内に導入される。窒素連続炉50内において、積層体Bは加熱され、ろう付けにより接合される。なお、窒素連続炉50は連続炉の一例であり、連続炉は窒素連続炉に限定されず、他の連続炉であってもよく、積層体Bの種類や用途に応じて適宜に選択される。積層体Bは、加圧治具1によって加圧される対象物の一例である。 First, the pressurizing jig 1 (an example of the pressurizing device) according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, and 4. The pressurizing jig 1 is introduced into the nitrogen continuous furnace 50 in a state where the laminate B used for the semiconductor substrate or the like is pressurized and held. In the nitrogen continuous furnace 50, the laminate B is heated and joined by brazing. The nitrogen continuous furnace 50 is an example of a continuous furnace, and the continuous furnace is not limited to the nitrogen continuous furnace, and may be another continuous furnace, and is appropriately selected according to the type and application of the laminated body B. .. The laminated body B is an example of an object to be pressurized by the pressurizing jig 1.

本実施形態では、複数の基板ユニットBaがスペーサSを挟んで積層されており、基板ユニットBaと加圧治具1との間にもスペーサSが配置されている。また、接合前の状態において、基板ユニットBaは、セラミック板b2を一対の銅板b1で挟んで形成された積層体構造(図5参照)になっている。本実施形態に係る積層体Bは、スペーサS及び複数の基板ユニットBaによって形成される。本実施形態に係る積層体Bは平面視で矩形であるが、他の形状であってもよい。スペーサSは、基板ユニットBa同士の接合及び基板ユニットBaと加圧治具1との接合を阻止できればよく、本実施形態ではカーボンスペーサを利用している。 In the present embodiment, a plurality of substrate units Ba are laminated with the spacer S interposed therebetween, and the spacer S is also arranged between the substrate unit Ba and the pressurizing jig 1. Further, in the state before joining, the substrate unit Ba has a laminated body structure (see FIG. 5) formed by sandwiching the ceramic plate b2 between the pair of copper plates b1. The laminated body B according to the present embodiment is formed by the spacer S and a plurality of substrate units Ba. The laminated body B according to the present embodiment is rectangular in a plan view, but may have another shape. The spacer S only needs to be able to prevent the bonding between the substrate units Ba and the bonding between the substrate unit Ba and the pressurizing jig 1, and the carbon spacer is used in this embodiment.

加圧治具1は、積層体Bが載置される板状のベースプレート2(土台部)と、ベースプレート2に対向して配置されたカバープレート3(カバー部)とを備えている。カバープレート3は、ベースプレート2との間で積層体Bを挟持する。また、加圧治具1は、カバープレート3上に配置された複数のスプリングワッシャ4と、スプリングワッシャ4上に配置された加圧プレート5(加圧部)とを備えている。また、加圧治具1は、加圧プレート5によってスプリングワッシャ4を圧縮して積層体Bを加圧する加圧構造6を有する。 The pressurizing jig 1 includes a plate-shaped base plate 2 (base portion) on which the laminated body B is placed, and a cover plate 3 (cover portion) arranged so as to face the base plate 2. The cover plate 3 sandwiches the laminated body B with the base plate 2. Further, the pressurizing jig 1 includes a plurality of spring washers 4 arranged on the cover plate 3 and a pressurizing plate 5 (pressurizing portion) arranged on the spring washers 4. Further, the pressurizing jig 1 has a pressurizing structure 6 in which the spring washer 4 is compressed by the pressurizing plate 5 to pressurize the laminated body B.

ベースプレート2は、例えば矩形状であり、平面視で積層体Bからはみ出た領域、つまり積層体Bに重なっていない張出領域2aを有する。ベースプレート2の張出領域2aには、ベースプレート2の短辺に沿うように複数(例えば、二本)の支柱8(支柱部)が立設されている。また、支柱8は、ベースプレート2の長手方向(左右方向)の両側で対向して配置されており、左右で対向する一対の支柱8同士の間に積層体Bが配置されている。支柱8の上部には、係止爪9が挿通される係合孔8aが形成されている。 The base plate 2 has, for example, a rectangular shape, and has a region protruding from the laminated body B in a plan view, that is, an overhanging region 2a that does not overlap with the laminated body B. In the overhanging region 2a of the base plate 2, a plurality of (for example, two) columns 8 (support portions) are erected along the short sides of the base plate 2. Further, the columns 8 are arranged facing each other on both sides in the longitudinal direction (left-right direction) of the base plate 2, and the laminated body B is arranged between the pair of columns 8 facing each other on the left and right. An engaging hole 8a through which the locking claw 9 is inserted is formed in the upper portion of the support column 8.

カバープレート3は、積層体Bの形状に対応した矩形状であり、一方の表面3a(以下、「下面」と称する)と他方の表面3b(以下、「上面」と称する)とを有する。下面3aは平坦面であり、積層体Bに当接する。上面3bには、複数の座ぐり3cが形成されており、各座ぐり3c内にはスプリングワッシャ4が収納される。座ぐり3cの深さは、例えば螺旋状のスプリングワッシャ4が圧縮されて平坦になった際に、スプリングワッシャ4の全体が収まる程度の寸法であると望ましい。座ぐり3cは、平面視でドーナツ状(環状)を呈し、平面視で環状のスプリングワッシャ4が収まり、スプリングワッシャ4の位置ずれを防止する。座ぐり3cは、スプリングワッシャ4の位置決め部として機能する。 The cover plate 3 has a rectangular shape corresponding to the shape of the laminated body B, and has one surface 3a (hereinafter referred to as “lower surface”) and the other surface 3b (hereinafter referred to as “upper surface”). The lower surface 3a is a flat surface and abuts on the laminated body B. A plurality of counterbore 3c is formed on the upper surface 3b, and the spring washer 4 is housed in each counterbore 3c. It is desirable that the depth of the counterbore 3c is such that the entire spring washer 4 fits when the spiral spring washer 4 is compressed and flattened, for example. The counterbore 3c has a donut shape (annular shape) in a plan view, and the annular spring washer 4 fits in the plan view to prevent the spring washer 4 from being displaced. The counterbore 3c functions as a positioning portion of the spring washer 4.

加圧プレート5は、平面視でベースプレート2の張出領域2aに対向する余剰領域5aを有する。余剰領域5aには、支柱8が貫通する支柱貫通孔5bが形成されている。また、余剰領域5aの上面には、支柱貫通孔5bを通るように収納溝5cが設けられている。収納溝5cには、係止爪9が収まる。 The pressure plate 5 has a surplus region 5a facing the overhanging region 2a of the base plate 2 in a plan view. In the surplus region 5a, a strut through hole 5b through which the strut 8 penetrates is formed. Further, a storage groove 5c is provided on the upper surface of the surplus region 5a so as to pass through the column through hole 5b. The locking claw 9 fits in the storage groove 5c.

加圧プレート5は、カバープレート3に重ねるように配置され、更に、スプリングワッシャ4に当接するように押し下げられる。加圧プレート5を押し下げる際、加圧プレート5の余剰領域5aに設けられた支柱貫通孔5bには支柱8が通される。支柱8の上部は支柱貫通孔5bの上方に突き出る。支柱8の上部には、係合孔8aが設けられており、係合孔8aには係止爪9(係止部)が挿通される。係止爪9は、横方向から係合孔8aを貫通すると共に、加圧プレート5のスプリングワッシャ4に当接する側の表面(下面)とは反対側の表面(上面)に当接して加圧プレート5を係止する。加圧プレート5の上面には、係止爪9の軌跡に沿うように収納溝5cが形成されており、係止爪9は収納溝5cに沿ってスライドする。 The pressure plate 5 is arranged so as to be overlapped with the cover plate 3, and is further pushed down so as to be in contact with the spring washer 4. When pushing down the pressure plate 5, the support column 8 is passed through the support column through hole 5b provided in the excess region 5a of the pressure plate 5. The upper part of the support column 8 protrudes above the support column through hole 5b. An engaging hole 8a is provided in the upper part of the support column 8, and a locking claw 9 (locking portion) is inserted into the engaging hole 8a. The locking claw 9 penetrates the engagement hole 8a from the lateral direction and abuts on the surface (upper surface) opposite to the surface (lower surface) on the side of the pressure plate 5 that abuts on the spring washer 4 to pressurize. Lock the plate 5. A storage groove 5c is formed on the upper surface of the pressure plate 5 so as to follow the trajectory of the locking claw 9, and the locking claw 9 slides along the storage groove 5c.

係止爪9が加圧プレート5を係止すると、加圧プレート5は上方への移動を規制される。加圧プレート5の移動の規制により、スプリングワッシャ4の復元が阻止され、スプリングワッシャ4は圧縮状態で保持される。本実施形態に係る加圧構造6は、少なくとも加圧プレート5、支柱8、係合孔8a及び係止爪9を備えて構成されている。 When the locking claw 9 locks the pressure plate 5, the pressure plate 5 is restricted from moving upward. The restriction on the movement of the pressure plate 5 prevents the spring washer 4 from being restored, and the spring washer 4 is held in a compressed state. The pressure structure 6 according to the present embodiment includes at least a pressure plate 5, a support column 8, an engagement hole 8a, and a locking claw 9.

スプリングワッシャ4は、例えば、インコネル750、インコネル718、窒化ケイ素、カーボンコンポジット等によって形成されている。スプリングワッシャ4は、例えば、カバープレート3に当接していない状態で非圧縮状態である(図6参照)。スプリングワッシャ4は、重なることなく螺旋状に巻かれ、且つ両端部4a、4bが離間している圧縮バネの一例である。より具体的に説明すると、スプリングワッシャ4はC字状の形状を呈し、両端部4a、4bは、互いに離間すると共に、螺旋状を仮定した場合の軸線方向(例えば上下方向)にずれている。ここで、カバープレート3の座ぐり3c内で、座ぐり3cの底に当接している一方の端部を下端部4aとし、反対側の他方の端部を上端部4bとする。スプリングワッシャ4は、カバープレート3を介し、加圧構造6によって圧縮されると下端部4aと上端部4bは近接し、スプリングワッシャ4の螺旋状は解消され、実質的に平坦な形状になる(図5参照)。 The spring washer 4 is formed of, for example, Inconel 750, Inconel 718, silicon nitride, carbon composite, or the like. The spring washer 4 is in an uncompressed state, for example, in a state where it is not in contact with the cover plate 3 (see FIG. 6). The spring washer 4 is an example of a compression spring that is spirally wound without overlapping and has both ends 4a and 4b separated from each other. More specifically, the spring washer 4 has a C-shaped shape, and both end portions 4a and 4b are separated from each other and are displaced in the axial direction (for example, in the vertical direction) when a spiral shape is assumed. Here, in the counterbore 3c of the cover plate 3, one end abutting the bottom of the counterbore 3c is referred to as a lower end portion 4a, and the other end portion on the opposite side is referred to as an upper end portion 4b. When the spring washer 4 is compressed by the pressure structure 6 via the cover plate 3, the lower end portion 4a and the upper end portion 4b are close to each other, the spiral shape of the spring washer 4 is eliminated, and the shape becomes substantially flat ( See FIG. 5).

複数のスプリングワッシャ4は、カバープレート3の外縁3xからはみ出すことなく、カバープレート3の外縁3xよりも内側に収まるように配置されている。また、複数のスプリングワッシャ4は、カバープレート3の外縁3xに沿って配置されている。例えば、本実施形態に係るカバープレート3の外縁3xは矩形状である。スプリングワッシャ4は、外縁3xの各短辺に沿って3個が並んで配置されており、各長辺に沿って5個のスプリングワッシャ4が並んで配置されている。複数のスプリングワッシャ4をカバープレート3の外縁3xに沿って配置することにより、カバープレート3を介して積層体Bを均一に加圧し易くなる。 The plurality of spring washers 4 are arranged so as to fit inside the outer edge 3x of the cover plate 3 without protruding from the outer edge 3x of the cover plate 3. Further, the plurality of spring washers 4 are arranged along the outer edge 3x of the cover plate 3. For example, the outer edge 3x of the cover plate 3 according to the present embodiment has a rectangular shape. Three spring washers 4 are arranged side by side along each short side of the outer edge 3x, and five spring washers 4 are arranged side by side along each long side. By arranging the plurality of spring washers 4 along the outer edge 3x of the cover plate 3, it becomes easy to uniformly press the laminated body B through the cover plate 3.

複数のスプリングワッシャ4は、等間隔で配置されている。具体的には、複数のスプリングワッシャ4は、3行、5列(複数行、複数列)となるように計15個が配置されており、全てのスプリングワッシャ4は等間隔で配置されている。スプリングワッシャ4を等間隔で配置することにより、カバープレート3によって積層体Bを均一に加圧し易くなる。なお、カバープレート3の外縁3xに沿って配置されている複数のスプリングワッシャ4のみを等間隔で配置するようにしてもよい。また、平面視でカバープレート3の中心を規定した場合に、この中心を基準にして点対称となるように複数のスプリングワッシャ4を配置するようにしても良い。 The plurality of spring washers 4 are arranged at equal intervals. Specifically, a total of 15 spring washers 4 are arranged so as to have 3 rows and 5 columns (multiple rows, multiple columns), and all the spring washers 4 are arranged at equal intervals. .. By arranging the spring washers 4 at equal intervals, it becomes easy to uniformly press the laminated body B by the cover plate 3. It should be noted that only a plurality of spring washers 4 arranged along the outer edge 3x of the cover plate 3 may be arranged at equal intervals. Further, when the center of the cover plate 3 is defined in a plan view, a plurality of spring washers 4 may be arranged so as to be point-symmetrical with respect to this center.

スプリングワッシャ4の下端部4aと上端部4bとの間(両端部同士の間)には離間領域4xが形成されている。複数のスプリングワッシャ4は、離間領域4xがカバープレート3の外縁3xに面するように配置されている。つまり、スプリングワッシャ4を平面視でリング状と仮定した場合に、スプリングワッシャ4は、離間領域4xがリング状の中心点よりもカバープレート3の外縁3xに近い位置となるように配置されている。更に補足すると、複数のスプリングワッシャ4の各離間領域4xを結ぶような線を仮定した場合に、この線は、カバープレート3の外縁3xに沿うように配置されている。 A separation region 4x is formed between the lower end portion 4a and the upper end portion 4b of the spring washer 4 (between both end portions). The plurality of spring washers 4 are arranged so that the separation region 4x faces the outer edge 3x of the cover plate 3. That is, when the spring washer 4 is assumed to be ring-shaped in a plan view, the spring washer 4 is arranged so that the separation region 4x is closer to the outer edge 3x of the cover plate 3 than the center point of the ring shape. .. Further supplementing, when a line connecting the separated regions 4x of the plurality of spring washers 4 is assumed, this line is arranged along the outer edge 3x of the cover plate 3.

スプリングワッシャ4が圧縮された際、スプリングワッシャ4は、離間領域4xを挟んで対向する下端部4aと上端部4bとにおける反発力(加圧力)が最も大きくなる。この離間領域4xがカバープレート3の外縁3xに面するように配置することで、カバープレート3の外縁3xに沿った部分を確実に抑え込みやすくなり、カバープレート3を介して積層体Bを均一に加圧し易くなる。 When the spring washer 4 is compressed, the spring washer 4 has the largest repulsive force (pressurizing force) at the lower end portion 4a and the upper end portion 4b facing each other across the separation region 4x. By arranging the separation region 4x so as to face the outer edge 3x of the cover plate 3, it becomes easier to reliably suppress the portion of the cover plate 3 along the outer edge 3x, and the laminated body B is uniformly spread through the cover plate 3. It becomes easy to pressurize.

更に、本実施形態では、カバープレート3の矩形の外縁3xの四隅に配置されたスプリングワッシャ4を除き、複数のスプリングワッシャ4は、外縁3xに最も近い部位が離間領域4xとなるように配置されている。また、リング状のスプリングワッシャ4の中心から離間領域4xを通る放射方向を仮定した場合に、この放射方向における離間領域4xと外縁3xとの間には、他のスプリングワッシャ4は配置されていない。 Further, in the present embodiment, except for the spring washers 4 arranged at the four corners of the rectangular outer edge 3x of the cover plate 3, the plurality of spring washers 4 are arranged so that the portion closest to the outer edge 3x is the separation region 4x. ing. Further, assuming a radiation direction passing through the separation region 4x from the center of the ring-shaped spring washer 4, no other spring washer 4 is arranged between the separation region 4x and the outer edge 3x in this radiation direction. ..

次に、図7を参照し、積層体Bの接合方法について説明する。本実施形態に係る積層体Bの接合方法は、例えば、治具積層工程S1、接合工程S2、及び治具離脱工程S3を備えている。本実施形態に係る積層体Bの接合方法は、バッチ式ではなく、連続式である。バッチ式とは、例えば、複数の積層体に対して治具積層工程を実施し、治具積層工程が完了した複数の積層体に対して接合工程を実施し、接合工程が完了した複数の積層体に対して治具離脱工程を実施するような方法である。これに対し、連続式とは、例えば、積層体Bごとに、治具積層工程S1から治具離脱工程S3までを連続して実施するような方法である。また、連続式を実施するシステム100は、治具積層工程S1を実施する積層装置11、接合工程S2を実施する接合装置12、治具離脱工程S3を実施する離脱装置13を備えている。また、このシステム100は、積層体Bを保持する複数の加圧治具1を搬送し、治具積層工程S1、接合工程S2、及び治具離脱工程S3に連続的に導入する搬送部14を備えている。 Next, a method of joining the laminated body B will be described with reference to FIG. 7. The joining method of the laminated body B according to the present embodiment includes, for example, a jig laminating step S1, a joining step S2, and a jig detaching step S3. The method for joining the laminated body B according to the present embodiment is not a batch method but a continuous method. The batch type means, for example, that a jig laminating process is performed on a plurality of laminated bodies, a joining process is performed on a plurality of laminated bodies for which the jig laminating process has been completed, and a plurality of laminating processes have been completed. It is a method of performing a jig detaching process on the body. On the other hand, the continuous method is a method in which, for example, the jig laminating step S1 to the jig removing step S3 are continuously performed for each laminated body B. Further, the system 100 that implements the continuous system includes a laminating device 11 that implements the jig laminating step S1, a joining device 12 that implements the joining step S2, and a detaching device 13 that implements the jig detaching step S3. Further, this system 100 conveys a plurality of pressurizing jigs 1 for holding the laminated body B, and continuously introduces the conveying unit 14 into the jig laminating step S1, the joining process S2, and the jig removing step S3. I have.

治具積層工程S1では、積層体Bが加圧治具1に設置される。具体的には、治具積層工程S1では、ろう材の印刷が完了した接合前の積層体B(未接合積層体)が搬送部14によって積層装置11に供給される。積層装置11は、未接合積層体Bを加圧治具1のベースプレート2上に載置し、未接合積層体B上にカバープレート3及びスプリングワッシャ4を設置し、カバープレート3及びスプリングワッシャ4上に加圧プレート5を設置する。加圧プレート5は、スプリングワッシャ4を圧縮するように押し下げられ、加圧構造6によって所定位置に保持される。加圧プレート5によって圧縮されたスプリングワッシャ4はカバープレート3を加圧し、カバープレート3を介して未接合積層体Bが加圧され、所定位置に保持される。 In the jig laminating step S1, the laminated body B is installed on the pressurizing jig 1. Specifically, in the jig laminating step S1, the laminated body B (unbonded laminated body) before joining, in which printing of the brazing material is completed, is supplied to the laminating device 11 by the transport unit 14. The laminating device 11 places the unjoined laminated body B on the base plate 2 of the pressurizing jig 1, installs the cover plate 3 and the spring washer 4 on the unjoined laminated body B, and installs the cover plate 3 and the spring washer 4. A pressure plate 5 is installed on the pressure plate 5. The pressure plate 5 is pushed down so as to compress the spring washer 4 and is held in place by the pressure structure 6. The spring washer 4 compressed by the pressure plate 5 pressurizes the cover plate 3, and the unjoined laminate B is pressed through the cover plate 3 and held in a predetermined position.

接合工程S2では、窒素連続炉50において未接合積層体Bの接合が行われる。具体的には、窒素連続炉50は、窒素雰囲気を形成可能な室部51、室部51内に設けられた加熱部52を備えている。搬送部14は、未接合積層体Bを保持している加圧治具1を窒素連続炉50の室部51内に導入する。室部51内では、積層体Bの温度を、積層体Bの接合が可能となる所定温度(接合温度)以上にまで上げ、更に適切な接合が可能となるように、所定時間(接合時間)だけ接合温度を維持する必要がある。 In the joining step S2, the unjoined laminated body B is joined in the nitrogen continuous furnace 50. Specifically, the continuous nitrogen furnace 50 includes a chamber 51 capable of forming a nitrogen atmosphere, and a heating section 52 provided in the chamber 51. The transport unit 14 introduces the pressurizing jig 1 holding the unjoined laminated body B into the chamber 51 of the nitrogen continuous furnace 50. In the chamber 51, the temperature of the laminated body B is raised to a predetermined temperature (bonding temperature) or higher at which the laminated body B can be bonded, and a predetermined time (bonding time) is required so that more appropriate bonding is possible. Only the junction temperature needs to be maintained.

治具離脱工程S3では、接合が完了した積層体Bに対する加圧治具1の加圧が解除され、積層体Bが加圧治具1から取り外される。離脱装置13は、加圧治具1の加圧構造6による加圧プレート5の係止状態を解き、スプリングワッシャ4を復元させる。スプリングワッシャ4の復元により、積層体Bは、ベースプレート2及びカバープレート3から取り外し可能(剥離可能)な状態になり、離脱装置13は積層体Bを加圧治具1から取り外し、次工程に搬送する。 In the jig release step S3, the pressurization of the pressurizing jig 1 on the laminated body B for which the joining is completed is released, and the laminated body B is removed from the pressurizing jig 1. The release device 13 releases the locked state of the pressure plate 5 by the pressure structure 6 of the pressure jig 1 and restores the spring washer 4. Due to the restoration of the spring washer 4, the laminated body B becomes removable (removable) from the base plate 2 and the cover plate 3, and the detaching device 13 removes the laminated body B from the pressure jig 1 and conveys it to the next process. do.

次に、本実施形態に係る加圧治具1の作用、効果について説明する。例えば、コイルスプリングを利用した場合、コイルスプリングは複数回の巻き数を有するので重なる部分を有し、この重なる部分が互いに干渉して耐久性が低下する可能性がある。これに対し、本実施形態に係る加圧治具1では、重なることなく螺旋状に巻かれ、且つ両端部が離間しているスプリングワッシャ4(圧縮バネ)によって積層体Bを加圧しており、重なる部分を有していない。従って、このスプリングワッシャ4の圧縮によって積層体Bを加圧した状態で保持したり、あるいは圧縮と解放を繰り返しながら使用したりしても、耐久性を維持し易く、経年的な劣化に強い。 Next, the operation and effect of the pressurizing jig 1 according to the present embodiment will be described. For example, when a coil spring is used, since the coil spring has a plurality of turns, it has an overlapping portion, and the overlapping portions may interfere with each other to reduce durability. On the other hand, in the pressurizing jig 1 according to the present embodiment, the laminated body B is pressurized by a spring washer 4 (compression spring) that is spirally wound without overlapping and has both ends separated. It has no overlapping parts. Therefore, even if the laminated body B is held in a pressurized state by the compression of the spring washer 4, or is used while being repeatedly compressed and released, the durability is easily maintained and the laminate B is resistant to deterioration over time.

また、スプリングワッシャ4は圧縮状態において平坦なリング状を成すので、積層体Bを加圧して保持している状態において安定性に優れており、不安定な状態での偏った押圧力等を受け難く、耐久性の向上に有利である。 Further, since the spring washer 4 forms a flat ring shape in a compressed state, it is excellent in stability in a state where the laminated body B is pressed and held, and receives an unbalanced pressing force in an unstable state. It is difficult and advantageous for improving durability.

また、本実施形態では、スプリングワッシャ4は、カバープレート3上に複数配置されており、カバープレート3を介して積層体Bを均一に加圧し易くなっている。 Further, in the present embodiment, a plurality of spring washers 4 are arranged on the cover plate 3, and it is easy to uniformly press the laminated body B through the cover plate 3.

また、複数のスプリングワッシャ4は、カバープレート3の外縁3xに沿って配置されており、カバープレート3を介して積層体Bを均一に加圧し易くなっている。 Further, the plurality of spring washers 4 are arranged along the outer edge 3x of the cover plate 3, and it is easy to uniformly press the laminated body B via the cover plate 3.

また、複数のスプリングワッシャ4は、等間隔で配置されているので、カバープレート3を介して積層体Bを均一に加圧し易くなっている。 Further, since the plurality of spring washers 4 are arranged at equal intervals, it is easy to uniformly press the laminated body B via the cover plate 3.

また、複数のスプリングワッシャ4は、離間領域4xがカバープレート3の外縁3xに面するように配置されており、カバープレート3の外縁3xに沿った部分を確実に抑え込みやすくなり、カバープレート3を介して積層体Bを均一に加圧し易くなっている。 Further, the plurality of spring washers 4 are arranged so that the separation region 4x faces the outer edge 3x of the cover plate 3, so that the portion of the cover plate 3 along the outer edge 3x can be easily suppressed, and the cover plate 3 can be pressed. It is easy to uniformly press the laminated body B through the structure B.

また、加圧構造6は、加圧プレート5と、ベースプレート2に立設され、カバープレート3を挟んで対向配置された複数の支柱8と、支柱8に取り付けられ、加圧プレート5に当接して加圧プレート5を係止する係止爪9と、を備えていてもよい。係止爪9によって加圧プレート5を定位置に保持し、その結果、スプリングワッシャ4を圧縮して積層体Bを加圧することができる。 Further, the pressure structure 6 is attached to a plurality of columns 8 which are erected on the pressure plate 5 and the base plate 2 and are arranged to face each other with the cover plate 3 interposed therebetween, and are attached to the support columns 8 and abut against the pressure plate 5. It may be provided with a locking claw 9 for locking the pressure plate 5. The pressure plate 5 is held in place by the locking claws 9, and as a result, the spring washer 4 can be compressed to pressurize the laminated body B.

また、加圧プレート5には、支柱8が貫通する支柱貫通孔5bが形成されており、支柱8には、係止爪9が貫通する係合孔8aが形成されており、係止爪9は、係合孔8aを貫通すると共に、加圧プレート5の上面に当接して加圧プレート5を係止する。係止爪9を係合孔8aに貫通させて加圧プレート5に当接させることで加圧プレート5を定位置に保持してスプリングワッシャ4の圧縮が可能になる。一方で、係止爪9を係合孔8aから抜いて加圧プレート5から離脱させることで、簡単にスプリングワッシャ4の解放が可能になる。 Further, the pressure plate 5 is formed with a strut through hole 5b through which the strut 8 penetrates, and the strut 8 is formed with an engagement hole 8a through which the locking claw 9 penetrates. Penetrates the engagement hole 8a and abuts on the upper surface of the pressure plate 5 to lock the pressure plate 5. By penetrating the locking claw 9 through the engagement hole 8a and bringing it into contact with the pressure plate 5, the pressure plate 5 is held in place and the spring washer 4 can be compressed. On the other hand, the spring washer 4 can be easily released by pulling out the locking claw 9 from the engaging hole 8a and detaching it from the pressure plate 5.

以上、各実施形態に基づいて、加圧装置を説明したが、本発明は、これらの実施形態のみには限定されない。例えば、圧縮バネは、複数ではなく単体がカバー部に配置されていてもよい。 Although the pressurizing device has been described above based on each embodiment, the present invention is not limited to these embodiments. For example, a single compression spring may be arranged on the cover portion instead of a plurality of compression springs.

対象物としては半導体の基板等に使用される積層体に限定されず、他の対象物、例えば、ヒートシンクとセラミック基板とを積層した接合物等であってもよい。 The object is not limited to the laminate used for the semiconductor substrate or the like, and may be another object, for example, a joint in which a heat sink and a ceramic substrate are laminated.

1…加圧治具、2…ベースプレート、3…カバープレート、3x…外縁、4…スプリングワッシャ、4b…上端部、4b…下端部、4x…離間領域、5…加圧プレート、5b…支柱貫通孔、6…加圧構造、8…支柱部(支柱)、9…係止爪(係止部)、8a…係合孔。 1 ... Pressurizing jig, 2 ... Base plate, 3 ... Cover plate, 3x ... Outer edge, 4 ... Spring washer, 4b ... Upper end, 4b ... Lower end, 4x ... Separation area, 5 ... Pressurizing plate, 5b ... Strut penetration Hole, 6 ... Pressurized structure, 8 ... Strut portion (strut), 9 ... Locking claw (locking portion), 8a ... Engagement hole.

Claims (8)

対象物を加圧して保持する加圧装置であって、
前記対象物が載置される土台部と、
前記土台部に対向して配置され、前記土台部との間で前記対象物を挟持するカバー部と、
前記カバー部上に配置された圧縮バネと、
前記圧縮バネ上に配置された加圧部によって前記圧縮バネを圧縮して前記対象物を加圧する加圧構造と、を備え、
前記圧縮バネは、重なることなく螺旋状に巻かれ、且つ両端部が離間している、加圧装置。
A pressurizing device that pressurizes and holds an object.
The base on which the object is placed and
A cover portion that is arranged to face the base portion and holds the object between the base portion and the cover portion.
A compression spring arranged on the cover portion and
A pressurizing structure for compressing the compression spring by a pressurizing portion arranged on the compression spring to pressurize the object is provided.
The compression spring is a pressurizing device that is spirally wound without overlapping and has both ends separated from each other.
前記圧縮バネは、スプリングワッシャである、請求項1記載の加圧装置。 The pressurizing device according to claim 1, wherein the compression spring is a spring washer. 前記圧縮バネは、前記カバー部上に複数配置されている請求項1記載の加圧装置。 The pressurizing device according to claim 1, wherein a plurality of compression springs are arranged on the cover portion. 複数の前記圧縮バネは、前記カバー部の外縁に沿って配置されている請求項3記載の加圧装置。 The pressurizing device according to claim 3, wherein the plurality of compression springs are arranged along the outer edge of the cover portion. 前記複数の圧縮バネは、等間隔で配置されている請求項4記載の加圧装置。 The pressurizing device according to claim 4, wherein the plurality of compression springs are arranged at equal intervals. 前記圧縮バネの前記両端部同士の間には離間領域が形成されており、
前記複数の圧縮バネは、前記離間領域が前記カバー部の外縁に面するように配置されている請求項4または5記載の加圧装置。
A separation region is formed between both ends of the compression spring.
The pressurizing device according to claim 4 or 5, wherein the plurality of compression springs are arranged so that the separation region faces the outer edge of the cover portion.
前記加圧構造は、前記加圧部と、前記土台部に立設され、前記カバー部を挟んで対向配置された複数の支柱部と、前記支柱部に取り付けられ、前記加圧部に当接して前記加圧部を係止する係止部と、を備えた請求項1~6のいずれか一項記載の加圧装置。 The pressurizing structure is attached to the pressurizing portion, a plurality of strut portions which are erected on the base portion and are arranged to face each other with the cover portion interposed therebetween, and are in contact with the pressurizing portion. The pressurizing device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a locking portion for locking the pressurizing portion. 前記加圧部には、前記支柱部が貫通する支柱貫通孔が形成されており、
前記支柱部には、前記係止部が貫通する係合孔が形成されており、
前記係止部は、前記係合孔を貫通すると共に、前記加圧部の前記圧縮バネに当接する側とは反対側の表面に当接して前記加圧部を係止する、請求項7記載の加圧装置。
The pressurizing portion is formed with a strut through hole through which the strut portion penetrates.
An engaging hole through which the locking portion penetrates is formed in the strut portion.
7. The seventh aspect of the present invention, wherein the locking portion penetrates the engaging hole and abuts on the surface of the pressurizing portion on the side opposite to the side that abuts on the compression spring to lock the pressurizing portion. Pressurizing device.
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